(57)【要約】  本発明は、鋼製の横断要素の製造方法、特にそのバッチ式熱処理方法に関する。本発明によれば、横断要素のバッチを、同時に焼入れ硬化熱処理（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ）に供し、ここで、焼入れ硬化熱処理のオーステナイト化段階（Ｉ）の前に、前記横断要素のバッチを、対象となる前記鋼のオーステナイト相変態温度（Ｔｐ）に近いが、まだその温度よりも低い温度に予熱（Ｐ）する。
2019510131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドレス引張要素（３１）と、該エンドレス引張要素（３１）に取り付けられた多数の横断セグメント（３２）とを備えた駆動ベルト（３）用の鋼製の横断要素（３２）の製造方法であって、
熱処理バスケット（７３）に数百から数千の前記横断セグメント（３２）を配置し、これらを前記鋼のフェライト／オーステナイト変態温度（Ｔｐ）よりも高い温度に加熱することでオーステナイト化し、引き続きこれらを焼入れ温度（Ｔｇ）に冷却することで焼き入れすることによって、前記横断セグメント（３２）を焼入れ硬化する、方法において、
前記横断セグメント（３２）をオーステナイト化する前に、前記横断要素（３２）を中に含む前記熱処理バスケット（７３）を、前記フェライト／オーステナイト変態温度（Ｔｐ）よりも低い温度に予熱することを特徴とする、横断要素（３２）の製造方法。
【請求項２】
前記横断要素（３２）を中に含む前記熱処理バスケット（７３）を、前記焼入れ温度（Ｔｇ）よりも高い温度に予熱することを特徴とする、請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
前記横断要素（３２）を中に含む前記熱処理バスケット（７３）を、２５℃から１００℃までの間の範囲で前記フェライト／オーステナイト変態温度（Ｔｐ）よりも低い温度に予熱し、引き続き前記横断要素（３２）を、２０℃から７５℃までの間の範囲で前記フェライト／オーステナイト変態温度（Ｔｐ）よりも高い温度でオーステナイト化することを特徴とする、請求項１記載の製造方法。
【請求項４】
前記横断要素（３２）の前記鋼は、少なくとも０．６質量％〜最大で１．２質量％の炭素を含有することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の製造方法。
【請求項５】
前記横断要素（３２）のオーステナイト化が、前記横断要素（３２）の炭素含有率（質量％）に対して過剰量の炭素を有するガス雰囲気中で行われることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、鋼製の横断要素(transverse elements)の製造方法、特に、そのバッチ式熱処理方法に関し、この横断要素は、駆動ベルトのエンドレスキャリヤ、すなわちリング状キャリヤの周囲を充填する本質的に連続した列として該駆動ベルトに適用される。一般に適用されるこれらの横断要素および駆動ベルトならびに連続可変トランスミッションは、当該技術分野において周知であり、例えば、欧州特許出願公開第０６２６５２６号明細書および欧州特許出願公開第１１６７８２９号明細書のそれぞれから知られている。
【０００２】
トランスミッションにおいて、駆動ベルトの横断要素は２つのプーリと摩擦接触し、第１の横断要素が第２の隣接する横断要素に押す力を加え、この第２の横断要素が第３の横断要素に接触してそのような押す力を加える（以下同様とする）ことによって１つのトランスミッションプーリから駆動力を伝達することができる。駆動ベルトのエンドレスキャリヤは、横断要素を前記プーリの周りおよび中間にそれらの軌道において拘束および案内するのに主に役立つ。一般にエンドレス引張要素は、多数の相互に入れ子になった、すなわち半径方向に積み重ねられた二組の可撓性金属リングからなる。一般に各横断要素はまた、それぞれの横断要素のそれぞれの側方部に向かってそれぞれ開口し、二組のリングのうちのそれぞれ１つの一部をそれぞれ収容する２つのスロットを画定する。その各側方部でも、横断要素にはその２つの接触面のうちのそれぞれ１つが設けられており、この接触面は、各トランスミッションプーリの互いに対向する２つの円錐形ディスク間に画定された角度に実質的に一致する角度で互いに配向される。
【０００３】
公知の横断要素の設計は、運転中、すなわち駆動ベルトの回転中に、例えば、プーリのディスク間での横断要素の断続的な軸方向の圧縮、ならびに隣接する横断要素間で変動する押す力に起因して生じる応力レベルおよび応力振幅に関して大いに最適化される。横断要素の製造プロセスも、この目的のために大いに最適化される。例えば、横断要素は、オーステナイト化、焼入れおよび焼戻しの３つの周知の段階を含む焼入れ硬化の熱処理によって硬化される。
【０００４】
本開示によれば、横断要素の疲労強度などの冶金学的および／または幾何学的特性は、以下の請求項１で定義される公知の焼入れ硬化熱処理の改良によって有利にはさらに改善され得る。特に本開示によれば、オーステナイト化段階の前に、多数の横断要素が、対象となる鋼製のオーステナイト相形成温度に近いが、まだその温度よりも低い温度、例えば、そのような温度よりも２０〜７５度低い温度に（室温から）予熱される。その結果、焼入れ硬化熱処理のオーステナイト化段階において横断要素の温度がさらに高まり、すなわちフェライトからオーステナイトへ所望の相変態が生じる場合、なお必要とされる温度上昇は小さくて、存在するすべての横断要素全体にわたって迅速に生じる。したがって、前記相変態は、横断要素の表面とコアとの間の遅延が最小時間で生じる。
【０００５】
そのような新規の焼入れ硬化熱処理の技術的な利点は、以下のように理解することができる。本開示の根底にあるのは、オーステナイト化において通常かなりの程度で生じる鉄炭化物粒子（例えば、Ｆｅ３Ｃ、ＦｅｘＣｒｙＣ）の溶解を抑制することによって、横断要素の疲労強度を驚くほど有利に改善できるという発見である。そのような鉄炭化物は、母材の鋼マトリックス全体に存在するが、オーステナイト化中に適用されるような高温で溶解して格子間炭素原子を生成する。したがって、現在特許請求されている方法において焼入れ硬化のオーステナイト化段階の処理時間を最小限に抑えることによって、鉄炭化物の溶解も所望どおり低減される。この後者の点においては、溶解炭素が焼入れ後のマルテンサイト相を安定化させ、鋼に追加の硬度を与えるので、従来では、鉄炭化物の溶解を硬化プロセスにおける目的としていることに留意されたい。
【０００６】
相変態に必要な処理（加工）時間は、同時にオーステナイト化される横断要素のバッチサイズに依存することに留意されたい。実際、単一の駆動ベルトは既に数百の横断要素を含んでいるので、焼入れ硬化熱処理の実用的に適用可能および／または商業的に存立可能な配置が、横断要素のバルク加工用に提供されなければならない。実際には、数百から数千の横断要素が一緒に、すなわちバッチ式に熱処理され、熱処理バスケット内に詰め込まれる。明らかに、熱処理バスケットに収容されたスタック状またはパイル状の横断要素の中央に位置した横断要素のコア材料もオーステナイト化されなければならず、このために十分な処理時間が許容されなければならない。オーステナイト化されるべき横断要素のバッチを予熱することによって、実際のオーステナイト化段階のプロセス時間、すなわちバッチにおけるすべての横断要素のフェライトからオーステナイトへの相変態に必要な処理時間が短縮される。その結果、鉄炭化物の溶解は、有利には、バッチにおける横断要素全体にわたって低減および／またはより一貫して行われる。
【０００７】
可能な更なる手段として、焼入れ硬化のオーステナイト化段階の間に鉄炭化物の溶解を減少させるのと同じ効果を実現するために、オーステナイト化は、対象となる鋼のフェライト〜オーステナイト変態温度よりも２５〜１００℃だけ上回る比較的低い温度で行われる。例えば、一般に適用される横断要素用の７５Ｃｒ１（ＤＩＮ１．２００３鋼）基材の場合、適切なオーステナイト化プロセス温度は、８００〜８５０℃の範囲、より具体的には８２０℃から８４０℃の間で選択される。さらに、焼入れ硬化のオーステナイト化段階の間に鉄炭化物の溶解を減少させる同じ効果を実現するために、オーステナイト化は、最小限の時間、すなわちバッチにおけるすべての横断要素についてフェライトからオーステナイトへの変態を完了するのに十分な時間だけ行われる。この後者の点において、一般に適用される７５Ｃｒ１基材の場合、オーステナイト化段階の適切な持続時間は５〜１５分の範囲で選択される。
【０００８】
可能な更なる手段として、特に横断要素の疲労強度をさらに改善するために、焼入れ硬化の前記オーステナイト化段階は、横断要素の対象となる鋼の炭素含有量（質量％）に対して炭素が過剰量の雰囲気中で行われる。この特定の方法は、当該技術分野において浸炭として知られている。
【０００９】
本開示によれば、オーステナイト化段階におけるプロセスガスの炭素ポテンシャルは、そのような炭素含有量よりも大体１５〜２５％、好ましくは約２０％高く設定される。例えば、一般に適用される横断要素用の７５Ｃｒ１（ＤＩＮ１．２００３鋼）基材の場合、オーステナイト化段階におけるプロセスガスの所望の炭素ポテンシャルは、プロセス雰囲気中の一酸化炭素濃度を１６〜２２体積％の範囲に選択し、残分（すなわち８４〜７８体積％）は窒素ガスとして設定することができる。この炭素原子の導入により、横断要素の表面層が炭素原子で富化されて表面硬度が増大することになる。もちろん、天然ガス、プロパンまたはアセチレンなどの他のガスも炭素源として使用することができる。
【００１０】
本開示によれば、そのような追加の硬度は、横断要素の耐摩耗性を有利には改善する。さらに、横断要素の表面材料中に追加の炭素原子を導入し、オーステナイト化段階における横断要素中の鉄炭化物の溶解を大部分回避することによって、横断要素に硬質で耐摩耗性の表面が備わるだけでなく、有利には十〜数十ミクロンの薄い表面層で横断要素の表面からコアに向かって溶解炭素の濃度が減少する顕著な勾配も備わる。そのような炭素濃度勾配は、従来のオーステナイト化処理または浸炭処理では必ずしも求められていないが、横断要素の場合には、適切に制御されれば、横断要素の表面層に圧縮残留応力を与えて疲労強度を改善することが判明した。圧縮残留応力の適切な値は、負の３０〜８０Ｎ／ｍｍ２の範囲、例えば約−５０Ｎ／ｍｍ２の値を有する。
【００１１】
この後者の疲労強度の改善は予想外のものである。なぜなら、同様の大きさおよび効果の圧縮残留応力が、ストーンタンブリングプロセス(stone tumbling process)により一般的に既に実現されているからである。しかしながら、本開示によれば、ストーンタンブリングにおいて適用されるストーンは、一般的に大きすぎることから、横断要素のスロットの内側に容易に入ることができない。したがって、スロットを画定する横断要素の表面部分は、横断要素の他の表面部分よりもタンブリングストーンの影響を受けにくく、ストーンタンブリングプロセスにおいて圧縮残留応力がほとんど発生しない。特に後者のこれらの表面部分において、本開示に従った溶解炭素濃度の前記勾配は、それにもかかわらず有利な圧縮残留応力を発生させる。
【００１２】
前記炭素濃度勾配および前記残留応力レベルの両方は、少なくとも高精度で容易に直接測定することはできないことに留意されたい。しかしながら、溶解炭素の前記（局所）濃度を、横断要素、すなわちそれを構成する鋼の（局所）硬度に関連付けることが可能である。特に、炭素濃度の変化は、鋼の硬度値の測定された変化に関連し得る。本開示の文脈内で、その表面およびそのコアにおける横断要素の硬度の適切な差異は、少なくとも６０ＨＶ０．１（すなわち１００ｇの重さを適用した際に測定されるいわゆるビッカース硬さ）であり、特に６０〜９０ＨＶ０．１の範囲の値を有し、より具体的には約７５ＨＶ０．１である。
【００１３】
さらに、鋼ワークピースの表面材料を外部供給源からの炭素で富化する方法は、特に浸炭の名称でそれ自体知られていることに留意されたい。浸炭工程において、ワークピースは、一酸化炭素などの炭素含有エンド（サーミック）ガスを含むガス雰囲気下でオーステナイト化される。一般にガス雰囲気の炭素ポテンシャルは、短時間で非常に効果的な浸炭を実現するために、対象となるワークピースの炭素ポテンシャルよりもかなり高い値に制御される。したがって、そのような公知の浸炭プロセスでは、プロセスガス雰囲気から炭素原子を表面層内に導入することによって、溶解炭素の濃度勾配が作り出されることになる。しかしながら、本開示の根底にある技術的な洞察によれば、この後者の現象は、鉄炭化物粒子の前記溶解によって微細構造中に放出される相当量の炭素を考慮しても関連性がなく、かつ／または顕著ではない。したがって、公知の濃度勾配は重要でないとみなすことができ、特に、本開示によって目指される圧縮残留応力を表面層に付与しない。
【００１４】
新規の横断要素およびその提案された製造方法の上述した原理および特徴を、これから図面に沿って説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】２つのプーリと１つの駆動ベルトとを備えた周知の連続可変トランスミッションの例を概略的に示す図である。
【図２】鋼製の横断要素と引張要素とを組み込んだ公知の駆動ベルトの横断面を概略的に示す図である。
【図３】横断要素の全体的な製造方法の一部として適用される従来の３段階の焼入れ硬化熱処理を概略的に示す図である。
【図４】従来の焼入れ硬化熱処理に適用される温度プロファイルのグラフを示す図である。
【図５】本開示に従った新規の焼入れ硬化プロセスを説明するグラフであって、特にこのプロセスに適用される温度プロファイルを表すグラフを示す図である。
【図６】横断要素の結晶構造に対する従来の浸炭熱処理の効果を概略的に示す図である。
【図７】本開示に従った新規の横断要素の結晶構造の関連する態様を概略的に示す図である。
【００１６】
図１は、エンジンとその被駆動輪との間の自動車両の駆動ラインに一般に適用される公知の連続可変トランスミッションまたはＣＶＴの中心部を示す。トランスミッションは、２つのプーリ１，２を有し、各プーリ１，２には、プーリシャフト６または７に取り付けられた一対の円錐形のプーリディスク４，５が設けられており、このプーリディスク４，５の間には、主にＶ字形の円周方向のプーリ溝が画定されている。プーリディスク４，５の各対の、すなわち各プーリ１，２の少なくとも１つのプーリディスク４は、それぞれのプーリ１，２のプーリシャフト６，７に沿って軸方向に移動可能である。駆動ベルト３は、プーリシャフト６，７の間で回転運動およびそれに伴うトルクを伝達するために、プーリ溝に配置された状態でプーリ１，２の周囲に巻き付けられている。
【００１７】
トランスミッションは、一般的に、（作動中に）各プーリ１，２の前記軸方向に移動可能なプーリディスク４に、そのプーリ１，２のそれぞれの他のプーリディスク５に対して向けられる軸方向に配向されたクランプ力を加えることで、プーリ１，２のこれらのディスク間に駆動ベルト３が挟持される作動手段も含む。これらのクランプ力は、駆動ベルト３とそれぞれのプーリ１，２との間の摩擦力を決定するだけでなく、各プーリ１，２におけるそのプーリディスク４，５間の駆動ベルト３の半径方向位置Ｒも決定し、この半径方向位置（Ｒ）は、そのプーリシャフト６，７間のトランスミッションの速度比を決定する。
【００１８】
公知の駆動ベルト３の例を、図２でその円周方向に面したその横断面図においてより詳細に示している。駆動ベルト３は、二組の平坦で薄い、すなわちリボン状の可撓性金属リング４４の形態のエンドレス引張要素３１を組み込んでいる。駆動ベルト３はさらに、引張要素３１に取り付けられた多数の横断要素３２をその周囲に沿って有している。この特定の例では、リング４４の各セットは、横断要素３２によって画定されるそれぞれの凹部またはスロット３３内に、その側方部で、すなわち横断要素３２の中央部３５の軸方向側で受けとめられる。横断要素３２のスロット３３は、全体として駆動ベルト３に対して半径方向に見て、横断要素３２の底部３４と頂部３６との間に位置している。
【００１９】
横断要素３２は、その前記底部３４の軸方向側に、プーリディスク４，５と摩擦接触するように接触面３７が設けられている。各横断要素３２の接触面３７は、Ｖ字形のプーリ溝の角度と本質的に一致する角度φで互いに向き合っている。したがって、横断要素３２は前記クランプ力を吸収し、いわゆる駆動プーリ１に入力トルクが加えられると、ディスク４，５とベルト３との間の摩擦が、駆動プーリ１の回転を、いわゆる駆動プーリ２に同じく回転駆動ベルト３を介して伝達させるかまたはその逆のことが行われる。
【００２０】
ＣＶＴにおける作動中、駆動ベルト３の横断要素３２のコンポーネントは、プーリ１，２のそれぞれのプーリディスク対４，５の間に断続的にクランプされる。そのようなクランプは明らかに横断要素３２の底部３４の圧縮をもたらすが、引張力がその中で同じように、特にその底部３４と中央部３５との間の移行領域において生成される。したがって、横断要素３２は、摩耗にさらされるだけでなく、前記断続的なクランプが原因で金属疲労負荷にもさらされる。
【００２１】
７５Ｃｒ１（ＤＩＮ１．２００３）鋼などの鋼製の横断要素３２を製造し、駆動ベルト３の全体的な製造プロセスの一部として鋼を焼入れ硬化することは周知であり、一般的に適用されている。焼入れ硬化の従来のプロセスステップは、図３に概略的に示される３つの段階Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩを含む。段階Ｉでは（できる限り部分的にのみ）プレカットされた横断要素３２のバッチが、オーブンチャンバ６０において対象となる鋼のオーステナイト化温度よりも実質的に高い温度まで加熱されることで、これらにオーステナイトの結晶構造が付与される。この段階Ｉでは、横断要素３２の表面層からガス雰囲気への炭素の枯渇を防止するために、一般に横断要素３２は、例えばメタンと混合された窒素の形態の炭素含有ガス雰囲気中に配置される。段階ＩＩでは、横断要素３２のバッチが焼き入れされ、すなわち、オーステナイト化温度から焼入れ温度まで急速に冷却されて、主に過飽和マルテンサイト結晶からなる（準安定な）微細構造を形成する。この段階ＩＩでは、横断要素３２の冷却は、一般に８０℃から１２０℃までの間の温度に維持される油浴７０にこれらを浸漬することによって一般に実現される。その後、段階ＩＩＩでは、横断要素３２のバッチがオーブンチャンバ８０において再加熱され、その延性および靱性が増大する。この段階ＩＩＩで適用される温度は、段階Ｉでの温度よりもはるかに低く、例えば、約２００℃であり、そのため保護雰囲気なしで、すなわち空気中で行うことができる。
【００２２】
図４では、横断要素３２の温度Ｔ３２ｓが、焼入れ硬化熱処理の経過中、すなわち上述の３つの段階Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩの間の時間ｔの関数としてプロットされている。図４（および以下の図５）は、本開示の根底にある原理を概略的に示すためにのみ用いられるが、図示したグラフは、前記段階Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩにおいて適用される温度または継続時間のいずれも正確に反映するものではない。
【００２３】
図４（および以下の図５）の温度ｙ軸には、５つの値、すなわち、開始温度または室温Ｔｒ、油浴７０の焼入れ温度Ｔｑ、焼戻し用オーブンチャンバ８０の焼戻し温度Ｔｔ、フェライト〜オーステナイト相変態温度Ｔｐおよびオーステナイト化オーブンチャンバ６０のオーステナイト化温度Ｔａが具体的に示される。明らかに、熱処理における様々な加熱および／または冷却段階の間で、特に、慣例のように横断要素３２が熱処理バスケット内に詰め込まれている場合、特定温度に達する横断要素３２の外面と、同じ温度に達する横断要素３２のコア材との間の時間遅延が存在する。図４において、破線は、熱処理バスケット内に収容される横断要素３２のパイルまたはスタックの中央に位置した横断要素３２の温度Ｔ３２ｍをプロットしている。もちろん、そのようなパイルの中央に位置した横断要素３２のコア材料もオーステナイト化されなければならず、したがって、このために十分な処理時間が許容されなければならない。その結果、バッチのいくつかの横断要素３２は、他のものよりもかなり長い時間加熱される。本開示によれば、この特定の現象は、横断要素３２の疲労強度を少なくとも平均して低減する。特に、最も高い温度で最も長く維持される横断要素３２は、この点で負荷を被ることが分かっている。
【００２４】
本開示によれば、図５に示すように、焼入れ硬化熱処理の温度プロファイルは、横断要素３２がオーステナイト相変態温度Ｔｐよりも高く加熱される時間を少なくとも平均して短縮されるように変更することができる。この点に関して、オーステナイト化段階Ｉの前に予熱段階Ｐがあり、ここで、横断要素３２は、対象となる鋼のフェライト〜オーステナイト相変態温度Ｔｐに近いが、まだその温度よりも低い温度にまで加熱される。その後、横断要素３２の温度がオーステナイト化段階Ｉにおいてさらに高まる場合、なお必要とされる温度上昇は小さくて、前記相変態は、横断要素３２のパイル全体にわたって迅速に生じる。その結果、オーステナイト化において通常かなりの程度で生じる鉄炭化物粒子（例えば、Ｆｅ３Ｃ、ＦｅｘＣｒｙＣ）の溶解が最小限に抑えられ、それによって横断要素の疲労強度が改善され得る。
【００２５】
予熱段階Ｐで適用される温度、すなわち横断要素３２が配置されているオーブンチャンバ６０の温度の実際的な値は、対象となる鋼のフェライト〜オーステナイト相変態温度Ｔｐよりも２５℃低い。さらに、その後のオーステナイト化段階Ｉで適用される温度は、この場合、従来適用されるオーステナイト化温度と比べて比較的に低く維持され得る。その後のオーステナイト化段階Ｉで適用される温度、すなわち横断要素３２が配置されているオーブンチャンバ６０の温度の実際的な値は、対象となる問題の鋼のフェライト〜オーステナイト相変態温度Ｔｐよりも７５℃高い。
【００２６】
鋼の熱処理の分野では、浸炭と呼ばれるオーステナイト化段階Ｉの間に、鋼の炭素含有量に対してガス雰囲気の過剰の炭素分をオーブンチャンバ６０に含めることも知られている。これにより、鋼加工品４０の表面層が炭素原子で富化され、焼入れおよび焼戻し後に得られる表面硬度が増大し、一般にその耐摩耗性が改善する。この後者の浸炭プロセスは、一例として図６に描写して示しており、炭素源としての一酸化炭素ガスに基づく。
【００２７】
図６の左側は、そのようなプロセスの開始時の条件を反映している：黒色と白色のドット対によって表される一酸化炭素分子ＣＯは、ガス雰囲気中に存在し、黒色の単一ドットによって表される鉄原子ＩＡの結晶と、白色のドットの集合体で表される鉄炭化物粒子ＩＣとは、加工品４０の一般的な結晶構造を構成する。
【００２８】
浸炭プロセスの終了に向かう条件を、図６の右側に示している。図６から、浸炭プロセスにおいては、存在する一酸化炭素ガス分子ＣＯの少なくともいくつかが炭素と酸素に分解しており、炭素原子ＣＡは加工品４０の微細構造に入ってその一部となり、酸素原子は水素ガス分子と結合して、２つの白色と１つの黒色のドットの三つ組によって表される水蒸気Ｈ２Ｏを形成する。さらに、鉄炭化物粒子ＩＣは徐々に大部分が溶解し、それによって追加の炭素原子ＣＡが加工品４０の微細構造中に放出される。もちろん、熱の適用および浸炭プロセスにおける時間の経過によって、加工品４０の鉄原子ＩＡが配置されている結晶構造もフェライトからオーステナイトに変化したが、この特定の態様は図６には反映されていない。
【００２９】
このように処理された加工品４０が続けて焼き入れされると、炭素原子は過飽和マルテンサイト結晶中の格子間原子として捕捉される。これにより、加工品４０、特にその外面の硬度および耐摩耗性はかなり増大するが、その脆性も増大することから、加工品４０は、駆動ベルト３の横断要素３２といった相当の疲労強度を必要とする用途に不向きである。
【００３０】
本開示によれば、上記の公知の浸炭プロセスは、予期せぬことに、横断要素３２の疲労強度が減少するどころかむしろ増大する程度にまで、横断要素３２にとって適したものとなるように適合させることができる。特に本開示によれば、横断要素３２のバルク材料における鉄炭化物の溶解を抑制することで、溶解炭素の濃度について小さくても想定はされる勾配が、横断要素３２の表面からそのバルク材料またはコア材料に向かって実現されるようにする。そのような溶解炭素濃度勾配の結果として、圧縮残留応力が横断要素３２の表面材料に実現され、これにより、表面欠陥からの疲労破壊の開始が抑制される。さらに、そのような溶解炭素の濃度勾配は、横断要素３２の表面またはその表面付近のより高い値から、横断要素３２のコアにおけるより低い値へのその材料硬度の変化をもたらす。この変化は、比較的容易に測定することができる。
【００３１】
本開示に従った浸炭プロセスの新規の構成を図７に示している。図７の左側は、図６の左側に対応し、浸炭プロセスの開始時の状態を反映している。しかしながら、本開示に従って、図７の右側に示されるように、浸炭プロセス中に鉄炭化物粒子ＩＣの溶解が従来の浸炭に比べて減少するように浸炭が行われる。この手段と、ガス雰囲気から横断要素３２の表面層ＳＬへの炭素原子ＣＡの導入とによって、前記表面層ＳＬにおける炭素原子のより高い濃度から、そのコア材料ＣＭにおける炭素原子のより低い濃度への前記炭素濃度勾配が作り出される。本開示によれば、そのような勾配によって、横断要素３２の表面材料は圧縮応力を受け、その疲労強度が有利には増大される。特に、横断要素３２のうち、ストーンタンブリングされない（または少なくとも他の部分と比較してより規模の小さい）部分は、そのような改善の恩恵を受けるであろう。
【００３２】
本開示は、前述の説明の全体および添付図面のすべての詳細に加えて、添付の特許請求の範囲のすべての特徴にも関し、それらを含める。特許請求の範囲における括弧付きの参照箇所は、その範囲を限定するものではなく、それぞれの特徴の拘束性のない例として提供されているにすぎない。特許請求される特徴は、場合によっては、所定の製品または所定のプロセスにおいて別々に適用することができるが、その中でそのような特徴の２つ以上の任意の組み合わせを適用することも可能である。
【００３３】
本開示によって表される本発明は、本明細書中で明示的に言及される実施形態および／または実施例に限定されず、それらの修正、改良および実用的な適用を包含し、特に、関連分野の当業者の手の届く範囲内にあるものである。
【符号の説明】
【００３４】
１，２  プーリ
３  駆動ベルト
４，５  プーリディスク
６，７  プーリシャフト
Ｒ  半径方向位置
３１  エンドレス引張要素
３２  横断要素
３３  スロット
３４  横断要素の底部
３５  横断要素の中央部
３６  横断要素の頂部
３７  接触面
４４  リング
６０  オーブンチャンバ
７０  油浴
８０  オーブンチャンバ
Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ  焼入れ硬化熱処理
Ｔａ  オーステナイト化温度
Ｔｐ  フェライト〜オーステナイト相変態温度
Ｔｔ  焼戻し温度
Ｔｑ  焼入れ温度
Ｔｒ  開始温度または室温
Ｔ３２ｓ  横断要素３２の温度
Ｔ３２ｍ  横断要素３２のパイルまたはスタックの中央に位置した横断要素３２の温度
Ｐ  予熱段階
【図１】
2019510131.tif 000003
【図２】
2019510131.tif 000004
【図３】
2019510131.tif 000005
【図４】
2019510131.tif 000006
【図５】
2019510131.tif 000007
【図６】
2019510131.tif 000008
【図７】
2019510131.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月30日(2018.8.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドレス引張要素（３１）と、該エンドレス引張要素（３１）に取り付けられた多数の横断セグメント（３２）とを備えた鋼製の疲労負荷製品（４０）、例えば駆動ベルト（３）用の横断要素（３２）の製造方法であって、
熱処理バスケット（７３）に数百から数千の前記鋼製品（４０）を配置し、これらを前記鋼のフェライト／オーステナイト変態温度（Ｔｐ）よりも高い温度に加熱することでオーステナイト化し、引き続きこれらを焼入れ温度（Ｔｇ）に冷却することで焼き入れすることによって、前記鋼製品（４０）を焼入れ硬化する、方法において、
前記鋼製品（４０）をオーステナイト化する前に、前記鋼製品（４０）を中に含む前記熱処理バスケット（７３）を、前記フェライト／オーステナイト変態温度（Ｔｐ）よりも低い温度に予熱することを特徴とする、横断要素（３２）の製造方法。
【請求項２】
前記鋼製品（４０）を中に含む前記熱処理バスケット（７３）を、前記焼入れ温度（Ｔｇ）よりも高い温度に予熱することを特徴とする、請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
前記鋼製品（４０）を中に含む前記熱処理バスケット（７３）を、２５℃から１００℃までの間の範囲で前記フェライト／オーステナイト変態温度（Ｔｐ）よりも低い温度に予熱し、引き続き前記鋼製品（４０）を、２０℃から７５℃までの間の範囲で前記フェライト／オーステナイト変態温度（Ｔｐ）よりも高い温度でオーステナイト化することを特徴とする、請求項１記載の製造方法。
【請求項４】
前記鋼製品（４０）の前記鋼は、少なくとも０．６質量％〜最大で１．２質量％の炭素を含有することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の製造方法。
【請求項５】
前記鋼製品（４０）のオーステナイト化が、前記鋼製品（４０）の炭素含有率（質量％）に対して過剰量の炭素を有するガス雰囲気中で行われることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月5日(2018.11.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドレス引張要素（３１）と、該エンドレス引張要素（３１）に取り付けられた多数の横断要素（３２）とを備えた鋼製品（４０）の製造方法であって、
熱処理バスケット（７３）に前記鋼製品（４０）を配置し、これらを前記鋼のフェライト／オーステナイト変態温度（Ｔｐ）よりも高い温度に加熱することでオーステナイト化し、引き続きこれらを焼入れ温度（Ｔｇ）に冷却することで焼き入れすることによって、前記鋼製品（４０）を焼入れ硬化する、方法において、
前記鋼製品（４０）をオーステナイト化する前に、前記鋼製品（４０）を中に含む前記熱処理バスケット（７３）を、前記フェライト／オーステナイト変態温度（Ｔｐ）よりも低い温度に予熱することを特徴とする、横断要素（３２）の製造方法。
【請求項２】
前記鋼製品（４０）を中に含む前記熱処理バスケット（７３）を、前記焼入れ温度（Ｔｇ）よりも高い温度に予熱することを特徴とする、請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
前記鋼製品（４０）を中に含む前記熱処理バスケット（７３）を、２５℃から１００℃までの間の範囲で前記フェライト／オーステナイト変態温度（Ｔｐ）よりも低い温度に予熱し、引き続き前記鋼製品（４０）を、２０℃から７５℃までの間の範囲で前記フェライト／オーステナイト変態温度（Ｔｐ）よりも高い温度でオーステナイト化することを特徴とする、請求項１記載の製造方法。
【請求項４】
前記鋼製品（４０）の前記鋼は、少なくとも０．６質量％〜最大で１．２質量％の炭素を含有することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の製造方法。
【請求項５】
前記鋼製品（４０）のオーステナイト化が、前記鋼製品（４０）の炭素含有率（質量％）に対して過剰量の炭素を有するガス雰囲気中で行われることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の製造方法。
【請求項６】
前記鋼製品（４０）は、駆動ベルト（３）用の横断要素（３２）である、請求項１から５までのいずれか１項記載の製造方法。
【国際調査報告】
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